管桁架焊缝质量检测机器人结构与越障稳定性研究

管桁架焊缝质量检测机器人是一种在高空管桁架上采集焊缝信息,并对焊缝质量进行适时检测的机器人,它的越障稳定性是其安全可靠工作的关键.设计了一款能在管桁架上行走、越障,且适应管径变化的机器人系统;分别对沿竖直钢管爬升、周向旋转和越障状态下的驱动轮进行受力分析,初选了关键动作驱动电机参数;利用ADAMS平台进行翻转机构的运动学仿真,发现翻转角速度可影响机器人的工作效率和稳定性,以工作损失效能最小为目标优化翻转角速度,通过数据拟合和多次迭代求得最优翻转角速度;开展了样机稳定性试验,以测量不同翻转角速度下机器人的滑移量.分析和试验结果表明:翻转角速度为0.445 rad/s时,工作损失效能最小,且越障稳定性好;翻转角速度达0.785 rad/s时,出现滑落现象;样机稳定性试验与运动学仿真结果一致.     

废水除磷工艺技术研究进展

水体的富营养化是水体中氮磷等营养物质的过量排放引起的.其中，磷是产生水体富营养化的主要元素，磷含量超过0.02 mg/L时就能产生富营养化现象.为解决水体富营养化的环境污染问题，对除磷工艺的研究具有重大意义.文中综述了利用微生物法、化学法和物理化学法对磷的去除工艺，并着重介绍了废水化学和物理化学除磷中化学混凝沉淀法、结晶法、吸附法的特点及应用现状.阐述了化学除磷的发展方向，进一步提出开发更经济环保的化学除磷技术.      

采用数值计算和OrcaFlex软件对缆索张力函数的分析

采用数值计算的四阶龙格库塔法和OrcaFlex软件的凝集质量法分别对重型缆在定常拖曳状态下的缆索张力函数进行分析计算得到两组曲线,并对其进行对比,由此得出流速、重力角和缆索角对张力函数的影响,得到了确定缆索张力函数的一种实用方法。研究表明:在解决缆索张力函数问题时,采用Orca Flex软件的凝集质量法是一个很好的选择,因此工程应用中可以运用OrcaFlex软件对缆索进行设计和分析;而张力函数能够确定缆索的几何形状、张力以及拖体相对于原点的位置。     

底侧卸矿车空间卸载曲轨制作研究

底侧卸式矿车空间曲轨关系到卸矿过程是否平稳顺畅，空间曲轨属细长件，在三维方向上均有尺寸及位置要求。为了更好地实现空间曲轨的加工精度，针对制作过程中易出现定位不准、变形过大等问题，结合制作条件，对底侧卸式矿车空间卸载曲轨的结构、制作工装、制作步骤及检验工具进行了研究。研究实现了可借鉴与复制的空间曲轨制作、检验方法。     

基于流固耦合的氦气囊非稳定形态机理分析

为了揭示飞艇内置氦气囊在非稳定状态下的形态变化机理,建立了单个氦气囊模型,基于ANSYS的瞬态动力分析和CFX的多场耦合分析,考虑空气与氦气密度差导致的浮力效应,进行空气和氦气流体及柔性囊体的多场耦合分析.首先基于囊体无应力态进行充气模拟得到初始充气平衡形态,校验数值模拟方法的正确性.然后通过控制氦气排气量模拟氦气囊在0°、10°、20°、30°仰角以及充盈度分别为100%、90%、80%、70%、60%时的形态,并进行变形、应力特征分析.数值结果表明:在仰角为0°时,随充盈度减小,囊体底部约1/3区域发生形态失稳,呈环向均匀小凹陷模态,且向顶部扩展,环向贯通为大凹陷;当有仰角时,凹陷先发生于下腹部,环向非对称,且随仰角增大,下腹部凹陷向顶部扩大.     

深度学习识别光网络单元故障的设计与应用

为解决依赖装维上门鉴别光网络单元故障带来的不便,可以从机器视觉入手实现自动化故障识别。近年,ImageNet挑战赛的成功推动了物体识别技术的跨越式发展,特别是基于卷积的深度学习技术在视觉识别方面已经达到人类水平,为光网络单元故障的自动识别提供了技术基础。文章对识别光网络单元的工作状态进行了研究,将设备工作状态分为7个场景,提出了利用手机APP采集图片识别故障的解决方案并投入了实际生产;重点阐述了深度学习模块的设计与实现,提出一种通过算法整合的方式综合运用物体检测和图像分类算法,分3阶段逐步求精,解决了图片过滤,光网络单元型号和状态识别等问题,实现了基于计算机视觉自动识别光网络单元故障。从数据上看产品的端到端准确率超过84%,识别速度达到10 FPS,月均提供服务超过1万人次,在减少用户等待的同时节约了人力资源。     

30m望远镜宽视场光谱仪支撑结构选型研究

针对30 m望远镜宽视场光谱承载能力与轻量化程度低的问题,对于已有的桁架支撑结构方案,提出了宽视场光谱仪板壳支撑结构方案。建立了两者的有限元模型,分别从质量、变形、应力与基频等方面对铟钢桁架和铟钢板壳结构性能进行了评价,利用等刚度理论确定了碳纤维复合材料板壳结构的构件厚度,并与铟钢板壳结构的性能进行了对比。研究结果表明:碳纤维复合材料板壳支撑主结构质量为1.93 t,最大相对位移为0.286 mm,最大应力为30.94 MPa,基频为7.98 Hz,均满足设计要求,是宽视场光谱仪支撑结构的理想形式,对大口径望远镜光学仪器支撑结构选型与设计具有指导意义。     

含氯环境下温度对2205双相不锈钢点蚀行为的影响

采用化学浸泡实验研究了6%FeCl_3+1%HCl混合溶液中温度与浸泡时间对2205双相不锈钢点蚀行为的影响,并分析2205双相不锈钢在含Cl~-环境下点蚀机理。通过高分辨相机与激光共聚焦显微镜及X射线光电子能谱(XPS)观察并分析样品表面形貌及钝化膜成分,采用电化学手段及原子力显微镜分析模拟海水溶液中温度对2205不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:2205双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)在45℃左右,当温度低于45℃时,延长浸泡时间样品表面未出现明显点蚀;温度高于45℃时,随浸泡时间延长点蚀在样品表面随机萌生并长大扩展,55℃时点蚀坑尺寸达到500μm。随着温度的升高,样品钝化区间缩短,点蚀电位显著降低,由30℃时的0.74 V降低到60℃时的0.27 V。XPS结果显示,随温度增加,样品钝化膜稳定性增加,表现为金属稳定氧化物及氢氧化物的含量增加。样品阻抗值的大小随温度的升高不断减小,在30℃时样品阻抗值为5.066×10~5Ω·cm~2,温度升高到60℃阻抗值减小到1.814×10~5Ω·cm~2。随着温度的逐渐升高,2205不锈钢腐蚀速率增大,电化学阻抗值减小,钝化膜的保护能力下降,耐点蚀性能变差。     

非等温模拟移动床反应器合成乙酸甲酯过程中产品收率和溶剂消耗的多目标优化

模拟移动床反应器(SMBR)通过引入反应物和产物的连续逆流色谱分离,可以明显提高可逆化学反应的转化率。本文以Amberlyst15催化合成乙酸甲酯作为模型体系,在恒定的设备产率和适合的纯度约束条件下,同时对产品收率和溶剂消耗进行多目标优化。基于多目标优化所得非劣解,评价和比较了5种温度变化对4柱SMBR反应性能的影响。